创新方法与TRIZ理论

创新方法与TRIZ理论主讲人：刘彪、赵磊、卢健俭创新方法TRIZ理论实践应用创新方法与TRIZ理论TRIZ理论基本概述党的十七大明确提出，提高自主创新能力，建设创新型国家是国家发展战略的核心，是提高综合国力的关键。“自主创新，方法先行”，创新方法是自主创新的根本之源。……我们要解放思想，转变观念，将创新方法作为一项长期性、战略性工作来抓，切实从源头上提升自主创新能力、推进创新型国家建设。一、创新方法原始的创新方法试错法定义：试错法是一种追求目标的通过不断试验和消除误差，探索具有黑箱性质的系统的方法。第n次排错第一次猜测排错第n次猜测…查尔斯.固特异和他的橡胶硫化技术试错法的典型代表，一生仅做成了这一件事。常用的传统创新方法世界上总共有约有300多种创新的技法：•头脑风暴法、形态分析法、特性列举法、缺点列举法、希望点列举法、联想类比法、反向求索法、组合创新法、废缺颠倒法、5W1H法、检核表法、和田12法、魔球法、特尔斐设想法等等创新效率创新效率=提高创新效率！怎么样才能提高创新效率呢？前苏联发明家阿奇舒勒(G.S.Altshuller)在1946年创立的TRIZ理论大大提高了创新效率。经典创新方法与TRIZ创新方法的对比定义问题大脑风暴问题情境真正的问题创新方案方案产生方案评价可行的方案经典创新方法TRIZ创新方法更有效的创新过程！1、什么是TRIZ？2、TRIZ的形成与发展3、TRIZ的核心思想4、TRIZ的主要内容5、TRIZ的理论体系二、TRIZ理论基本概述1、什么是TRIZ？发明问题解决理论（TheoryofInventiveProblemSolving）简单的来说就是能够帮助我们解决实际问题的一种方法与理论•TRIZ在前苏联的军事、工业、航空航天等领域均发挥了巨大作用。被西方特工称之为“神奇点金术”。•苏联解体后，大批TRIZ研究者移居美国等西方国家，从而促进了TRIZ在全世界的转播，使其得到了广泛应用。起源于前苏联，被广泛使用2、TRIZ的形成与发展例如•通用电气：解决大型发电机中的关键技术问题；•克莱斯勒：应用TRIZ解决发动机生产过程中的技术问题获利1.5亿美元；•洛克威尔：应用TRIZ解决刹车系统的创新设计，减少成本50%；•福特汽车：TRIZ创新产品每年带来超过10亿美金销售利润；•摩托罗拉：…..世界很多财富五百强的公司都开始研究和应用TRIZ：波音引入TRIZ时间比任何人想像都早“困扰研发小组长达数年的一些难题，经过仅数个星期的TRIZ培训，就找到了完美的解决方案。”—DonMasingale波音公司先进技术预研项目负责人TRIZ专家TRIZ理论是由苏联人GenrichAltshuller在1940年代创立。他审阅世界各种专利二百五十万件，而发现这些发明之后的规律。很多的方法和原理在发明的过程中是重复使用的—（爆米花的启迪）。技术系统的进化和发展并不是随机的，而是遵循着一定客观的趋势—（技术预测）。各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力。3、TRIZ的核心思想40条创新原理技术进化系统法则技术矛盾和物理矛盾爆米花的启迪利用瞬间压力差•甜椒去籽•钻石破碎•砂糖粉碎不同行业中的问题，采用了相同的解决方法阿奇舒勒发现的革命性结果之一40条创新原理40条创新原理1分割11事先防范21减少有害作用时间31多孔材料2抽取12等势22变害为利32改变颜色、拟态3局部质量13反向作用23反馈33同质性4增加不对称性14曲率增加24借助中介物34抛弃或再生5组合、合并15动态特性25自服务35物理或化学参数变化6多用性16未达到或过度的作用26复制36相变7嵌套17一维变多维27廉价替代品37热膨胀8重量补偿18机械振动28机械系统替代38加速氧化9预先反作用19周期性动作29气压或液压结构39惰性环境10预先作用20有效作用的连续性30柔性壳体或薄膜40复合材料1）以不对称形状取代对称形状创新原理之四：增加不对称性旋涡使水向外抛，减缓漏水速度。不对称的漏水口降低了旋涡速度，从而增快了漏水速度。技术预测技术预测包含一个重要内容，那就是产品进化曲线——S曲线，用于表示产品从诞生到退出市场这样一个生命周期的基本发展过程。在TRIZ理论中将进化曲线分为四个阶段，即婴儿期，成长期，成熟期和退出期。婴儿期和成长期一般代表该产品处于原理实现、性能优化和商品化开发阶段，到了成熟期和退出期，则说明该产品技术发展已经比较成熟，盈利逐渐达到最高并开始下降，需要开发新的替代产品。S曲线阿奇舒勒发现的革命性结果之二产品和生物系统一样，是按照一定的规律在发展和进化的——技术进化系统法则电子管晶体管集成电路大规模集成电路1.由单一趋向复数；2.由整体趋向分割；3.由钢性趋向柔性；4.由单向趋向双向；5.由一维趋向多维；6.由单一用途趋向多用途。技术进化系统法则牙刷的进化轨迹适应性,流动性动态法则:技术系统向着适应性,流动性和可操作性增加的方向发展由刚性趋向柔性技术矛盾技术矛盾•系统的几个元素或参数互为冲突；•为了改善技术系统的某个参数，导致该技术系统的另一个参数发生恶化；技术矛盾实例汽车改善恶化增加速度稳定性降低安全性降低物理矛盾存在于更基本层次的矛盾；对系统同一个参数有不同的要求结实厚轻便薄厚度（桌面）技术矛盾和物理矛盾比较同一个参数，两个不同要求两个参数之间的矛盾物理矛盾技术矛盾工具创新的思维创新的规律S曲线能量传递法则协调性法则动态性法则子系统不均衡进化向超系统进化向微观型进化提高理想度法则……创新的方法物理矛盾分离方法物场模型标准解法知识库技术矛盾创新原理……小人法金鱼法STC算子九屏幕法IFR资源术语术语矛盾理想度……效应功能技术系统……完备性法则功能分析根本原因分析算法ARIZ……自己的算法九步法4、TRIZ的理论体系5、TRIZ的主要内容40条创新原理技术进化系统法则技术矛盾与物理矛盾发明问题解决算法——ARIZ物质—场分析矛盾矩阵……ARIZ算法—发明问题解决算法主要针对问题情境复杂，矛盾及其相关部件不明确的技术系统。它是一个对初始问题进行一系列变形及再定义等非计算性的逻辑过程，实现对问题的逐步深入分析，问题转化，直至问题的解决。物质—场分析针对具体问题的物-场模型的不同特征，分别对应有标准的模型处理方法，包括模型的修整、转换、物质与场的添加等等。2003矛盾矩阵（局部）35,28,31,8,2,3,1035,31,13,3,17,2,40,2835,3,40,2,31,1,2648个通用技术参数（对应更新矛盾参数矩阵）1、运动物体的重量14、速度27、能量损失40、作用于物体的有害因素2、静止物体的重量15、力28、信息损失41、可制造性3、运动物体的长度16、运动物体的能量消耗29、噪音42、制造精度4、静止物体的长度17、静止物体的能量消耗30、有害的发散43、自动化程度5、运动物体的面积18、功率31、有害的副作用44、生产率6、静止物体的面积19、应力或压强32、适应性45、系统的复杂性7、运动物体的体积20、强度33、兼容性或连通性46、控制和测量的复杂性8、静止物体的体积21、结构的稳定性34、操作的方便性47、测量的难度9、形状22、温度35、可靠性48、测量精度10、物质的数量23、照度36、易维修性11、信息的数量24、运行效率37、安全性12、运动物体的作用时间25、物质损失38、易受伤性13、静止物体的作用时间26、时间损失39、美观待解决的问题转化问题模型中间工具解决方案模型演绎最终解决方案三、TRIZ理论实践应用TRIZ的解题模式与思路演算1+1=2联想1+1=？抽象转化＋＝？＋＝TRIZ的解题模式与思路TRIZ理论矛盾分析法应用案例：案例：汽车为了便于加速并降低加速的油耗，汽车底盘的重量越小越好。但为了保证高速行驶时汽车的安全，底盘重量越大越好。如何设计更加合理的汽车底盘？课题分析：这种要求底盘同时具有大重量和小重量的情况。对于汽车底盘的设计来说就是物理矛盾，解决该矛盾是汽车设计的关键。解题：这个设计与汽车底盘的重量有关。汽车属于移动物体，解决此问题应该分析的特征参数是“移动物体的重量”，由矛盾矩阵表查得的创新原理分别为：35、28、31、8、2、3、10。下表是对个性创新原理的具体分析，从中选出合适的方案。创新原理分析:原理有用的提示方案35、改变状态改变系统的物理状态。28、替换机械系统取代场，包含，①以可变的取代恒定的。②以随时变化的取代固定的。31、多孔材料使物体变成多孔性的或加入具有多孔性的元素（如嵌入、覆盖等等）8、平衡力利用外部环境的空气动力学或流体力来抵消物体本身的重量。2、抽出将会“妨碍”的零件或属性从物体中抽出。矛盾矩阵表查得的解（创新原理）：35、28、31、8、2、3、10。改变汽车获取重量的物理状态。原有汽车利用底盘的重量保证车的稳定性。要利用可变得重力场取代固定的重量。把某些部件变成多孔结构，以减轻汽车的重量，或利用孔增加重量。利用空气动力学原理增加汽车的重量。适当减轻汽车底盘的重量以减少油耗。创新原则分析:原则有用的提示方案3、局部特性物体各部位的零件要放置于最适合让它运行的地方。10、预先作用事先放置好物体，如此便可直接从最方便的位置开始操作。在适当的位置放置改变汽车重量的部件。提前把改变汽车重量的部件安装好。解决方案综合上述原理得出的可行方案，我们取最优解，获得解决方案为：在汽车上安装汽车导流装置，通过该装置产生的重力场获得重量，使汽车的速度越快达到的重力场就越大，以达到最后的设计要求。通过解决实际问题可以看出，TRIZ理论的矛盾矩阵表解出的创新原理，得到了有效利用。这说明要得到满意的解决方案，就必须针对问题展开联想，在汲取基本知识的基础上萌发不同的想法。TRIZ理论的不足确定功能分析模型在“正确”的层次上（比如允许手头问题得到解决的层次）一直是TRIZ当中繁难的部分也是阻碍软件应用的一个难点。设计者要如何正确的找出工程技术问题的矛盾参数，进而使用矛盾矩阵表来解决创新问题？较有经验的使用者，可能会发现矛盾矩阵表中有一些空的矩阵元素，即没有任何建议之法则。国内知名企业的典型应用702,710，712，713，715等研究所中航601等研究所203等研究所692厂，15所等单位59等研究所宁波德昌电机制造有限公司大庆油田有限责任公司船舶系统工程部等70，201等研究所天津电力集团国内知名企业的典型应用参考文献1、2、3、！